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1、关于注塑模具制造技术学校： 系别：机械工程系学号 姓名： 目录第一章 我国模具行业的发展简述，趋势及与国外对比- 1 -1.1我国模具行业发展现状- 1 -1.2我国模具行业技术进步- 2 -1.3我国模具行业技术的发展趋势- 3 -1.4我国的模具制造与国外相比：- 10 -1.5总结- 11 -第二章 模具在加工工业中的地位及重要作用- 12 -2.1模具在加工工业中的地位- 12 -2.2模具在现代工业生产中的重要作用：- 14 -第三章 关于注塑模具制造技术简介- 15 -3.1注塑模具制造技术及发展趋势- 15 -3.2注塑模具常见问题分析- 19 -3.3注塑模具制造新技术与新材料
2、发展趋势- 21 -第四章塑料碗注塑模具设计- 24 -4.1、塑料的工艺性设计- 25 -4.2、注射成型机的选择- 27 -4.3、型腔布局与分型面设计- 27 -4.4、浇注系统设计- 29 -4.5、成型零件的设计- 31 -4.6、脱模机构的设计- 37 -第一章 我国模具行业的发展简述，趋势及与国外对比摘要：根据相关的资料总结了我国现阶段模具的发展状况和趋势，对我国未来模具行业的发展提供一种借鉴关键词：模具CAD/CAM;快速成形;隔音件;抛光技术;模具材料1.1我国模具行业发展现状国内模具工业从起步到发展，历经了半个多世纪，尤其是20世纪90年代以来发展得更加迅速。近年我国的模具
3、在国际模具行业美好的发展形势下，模具水平有了较大提高，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。从模具发展地域来看，我国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，模具生产最集中的地区在江浙和广东等经济技术高的地区。从模具的需求情况看，汽车工业是模具的最大用户，汽车产量的增幅虽然有较大回落，但车型开发和新车型的上市速度并未放慢，有的还有所加快，汽车工业对模具需求仍旧十分强劲。电子信息行业、电器和仪器仪表行业、电机行业、建材行业等，也是大量使用模具的行业，这些都对模具产生大量的需求。中国经济的高速发展对模具工业提出越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近年来，我国的模具工业一直以高增长速
4、度快速发展。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，如集体企业、合资企业和私营企业，都得到了快速发展，其中集体和私营的模具企业发展得最为迅速，各地从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，形成了许多国内外知名的“模具之城”和最具发展活力的组成之一。1.2我国模具行业技术进步模具 CA D/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提
5、高产品质量已成为模具界的共识。与任 何 新 生事物一样，模具CAD/CAE/CAM在近二十年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进人本世纪以来，模具CAD/CAE/CAM技术发展速度更快、应用范围更广，为了使广大模具工作者能进一步加深对该技术的认识，更好发挥模具CAD/CAE/CAM的作用， 本文针对模具中应用最广泛、最具有代表性的铸造模、锻模、级进模、汽车覆盖件模和塑料注射模CAD/CAE/CAM的发展状况和趋势作概括性的介绍和分析。1.3我国模具行业技术的发展趋势我国模具工业的技术水平近年来取得了长足的进步。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。一般模具可以自
6、行制造或跟国内企业合作制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的塑料模、压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，针对我国工业生产产品品种多、更新快和市场竞争激烈的特点，模具技术的发展应该与这些要求相适应，许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、
7、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，其主要有以下表现。 1. 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平目前 ，模具行业在整个国家工业中占有重要的地位，在未来的整个国民经济发展中，模具所占比例逐步提高，且发展速度将高于其他行业。随着模具行业的不断发展，对模具提出越来越高的要求是正常的，因此，黄岩为了在国内模具行业激烈的竞争中继续保持旺盛的生命力，就要大力发展大型、精密、复杂、长寿命的模具。模具产品成型零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大
8、型化。随着零件微型化,精密模具精度已由原来的5Nm提高到2一3pm,有些模具加工精度公差要求在lpm以下，这就要求发展超精加工。同时，由于近年来进口模具中，精密大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在国内市场上的份额也将逐步增大。为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用应大力推广。为此，企业要严格按标准生产;要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;要进一步增加标准件规格品种，提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。2. CAD/CAM/CAE技术模具 CA D/CAM/CAE技术是改造传统模具生产方式的关
9、键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。近年来，模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD / CAM / CAE一体化系统结构初见端倪，将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题，CAD/CAM软件的智能化程度也将逐步提高。我国自主开发CAD
10、/CAE/CAM系统有很大发展。目前，国内模具企业中已有相当多的厂家普及了计算机绘图，并陆续引进了高档CAD/CAE/CAM o UG,Pro/Engineer, I-DEAS, Euclid-IS等著名软件在中国模具工业应用已相当广泛，特别是在汽车模具行业，目前国内一流的汽车模具公司都应用了CAE软件，在全国全面普及CAD/CAE/CAM技术的条件已基本成熟。国外一些软件开发商已能按实际生产过程中的功能划分产品系列，在网络系统下实现CAD/CAE/CAM 的一体化，解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作的要求。例如英国DELCAM 公司在原有软件DUCTS的基础上，为适
11、应最新软件发展及工业生产实际推出了CAD/CAM集成化系统DelcamsPower Solution，该系统覆盖了几何建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数据编程、测量分析等各个领域。系统的每个功能模块既可独立运行，又可通过数据接口与其他系统相兼容，并能按使用要求进行组合，以便形成专业化的CAD/CAE/CAM系统，做到开放性、兼容性和专业化的统一。可以预计，模具CAD/CAE/CAM系统在今后几年内将会逐步发展为支持从设计、分析、管理和加工全过程的产品信息管理集成化系统。在现阶段，模具设计和制造在很大程度上仍然依靠着模具工作者的经验，仅凭计算机的数值计算功能去完成诸如模具
12、设计方案的选择、工艺参数与模具结构的优化、成型缺陷的诊断以及模具成形性能的评价是不现实的。新一代模具CAD/CAE/CAM系统正在利用KBE(基于知识的工程)技术进行脱胎换骨的改造。如UG-II中所提供的人工智能模块KF (Knowledge Fusion)。利用KF可将设计知识融人系统之中，以便进行图形的识别与推理。数值计算和人工智能技术的结合将是今后相当长时间内一件十分艰巨而重要的工作。传统的模拟软件基本上都是被动式计算工具，分析前需要用户事先设计成形方案和确定工艺参数，分析结果常常难于直接用来指导生产，这在很大程度上影响了模拟软件的推广和普及，国内模具技术国家重点实验室在国产注塑成型模拟
13、软件中成功地引人了人工智能技术。对于注射时间、注射温度等具有连续取值空间的参数，采用人工神经网络进行优化，对于分析结果的解释和评价则采用基于规则推理的方法来处理。的专家系统规则库以专家知识为基础，涵盖了有关短射、流动平衡、熔体降解、温差控制、保压时间、许可剪切应力、剪切速率和锁模力等方面的领域知识，在对分析结果进行综合和提炼的基础上驱动专家系统进行推理，对成型方案进行评价并在分析报告中输出具体的改进建议，其目标是将模拟软件由传统的“被动式”计算工具提升为新一代的“主动式”优化系统。3. 逐步推广高速铣削在模具加工的应用高速切削的高效率不光体现在减少多少机床加工时间，实际上是减少整体工序时间。采
14、用更高的切削速度，精加工时更少的加工余量，更密的刀轨以及更少的切深，特别是在自由曲面上(切深一般在0.02至0.1mm)使用细小直径(如0.3-0.8mm )刀具时，切深更小0.008-0.02mm)，精细、紧密的刀轨一般均会大大提高加工表面的光洁度。以快速精细的轻切削代替常规的缓慢的重切削，会大大简化以后的工序。与传统的切削方式相比，高速铣削的切屑形成方式不同，产生的绝大部分的热量由切屑带走，热量不会聚集在加工区域，同时走刀速度比常规走刀速度要快的多，热量更不容易聚集，材料热变形小的多，保持比较恒定、理想的切削条件，从而保证了工件的加工精度。另外在电极加工中，加工的电极精度高，轮廓形状一致性
15、好，光洁度高，电极一般不需要抛光处理，不会产生由于手工抛光而影响工件的精度，从而大大提高了模具的制造精度。高速切削加工与传统切削加工相比具有温升低(加工工件只升高39C)、热变形小等优点。高速铣削必须与相应的软件、加工工艺、刀具及其夹紧头相配合。国外是联合开发，企业提供费用，大学、研究所提供理论分析，共同讨论后企业制造，然后又给大学实验室验证，分析改进，重新制造，再改进，用户试用，分析改进许多年以后才出成果，但这是一个产业化的成果，开始投人实际应用，产生经济效益。高速 铣 削 加工是近年来发展很快的模具加工技术。国内已有一些公司引进了高速铣床，并开始应用。国内机床厂陆续开发出一些准高速的铣床，
16、并正开发高速加工机床。但是，高速铣削的应用面在黄岩使用尚不广泛，不过现在发展很迅速，目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。4. 快速制造成形和热压成型汽车隔音件模具技术得到大力发展目前， 欧美的部分汽车模具企业采用转速高于45000 r/min和实际进给速度达到10 m/min的高速加工，而日本企业基本上还是停留在准高速加工阶段，不管转速如何，实际曲面加工进给速度很难突破6m/min。从实际使用情况来看，如果达到了真正的高速，刀具的费用、机床的价格和机床的维护费用等都是目前黄岩模具成本难以接受的。像30000r/min, 60m/min这样的高速加工中心，都属于中小型机床，只适用于注
17、塑模的型腔加工。因此，大力、全面发展快速成形模具在黄岩模具发展趋势中刻不容缓。快速 制 造 成形技术得到重视和发展，黄岩的热压成型汽车隔音件模具在国内率先发展起来，且目前许多企业及研究机构也正致力于这方面的研究开发，并不断取得新成果。近年来，随着汽车行业的规模化生产，对模具的设计技术要求也随之提高，特别是汽车引擎仓、乘驾仓、行李仓的隔音件模具，由原来分成型、切边、冲孔、包边等多工序多付模具完成的生产工艺，改为实现单付模具单工序完成，集油缸、气钻、气缸、冲压等在单付模具上完成对产品的成型、切边、冲孔、包边等工艺。大大提高了生产率，减少了生产设备和人力，提高了产品的竞争力。5. 进一步研究开发模具
18、的抛光技术模具常用的抛光方法有:机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光。在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同，严格来说，模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。但由于机械抛光主要还是由人工完成，不仅效率低(约占整个模具制造周期的1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。因此，研究
19、抛光的自动化、智能化是促进我国模具向更好方向发展的重要课题。除此之外，模具抛光效果还与模具材料、抛光前的表面状况、热处理工艺等有关。优质的钢材是获得良好抛光质量的前提条件，如果钢材表面硬度不均或特性上有差异，往往会产生抛光困难，且钢材中的各种夹杂物和气孔都不利于抛光。日本研制成功数控研磨机，可实现三维曲面的自动化研磨抛光。由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。发展特种研磨与抛光方法，挤压研磨、电化学抛光、超声抛光及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量是发展方向。6. 优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%一30%之间
20、，模具用材料包括的范围很广，从一般的碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、马氏体时效钢到硬质合金、难熔合金、高温合金、非铁金属等都可选用，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。目前，中国合金工具钢的产量已居世界前列，而其中一般质量的模具钢材多，高质量的模具钢材少，相当部分要求高的模具钢都需要经过真空精炼和电渣重熔，以保证钢材的高纯净度、高致密度、高等向性，而通过电渣重熔的模具钢所占的份额很小，材料利用率低，生产周期长，不能
21、适应现代模具制造业的需要。在模具制造的成本中，材料费用往往只占模具成本的20%左右，但模具工业的竞争就是模具使用效率的竞争，而不是以模具材料低价位来取胜，因此对于要求较高的长寿命模具，在选用模具材料时往往需要精益求精。1.4我国的模具制造与国外相比1、标准化程度较低。国内标准化程度为30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、NC电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，NC机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低12级，
22、制造周期长12倍。3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60%。5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占7%8%，这一比例不但低于国外的30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工
23、业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造(专)专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。1.5总结目前，由于国产模具材料不能完全适应模具制造业的需要，很多高性能、长寿命、交货日期紧迫的模具仍不得不采用进口的模具材料。而进口材料的价格很高，比国产材料的价格高3-5倍。除少数品种尚需做一些研制、开发，大部分产品及尺寸规格我国是有能力进行开发的，其关键问题在于如何保证国产模具钢的质量稳定并缩短钢材的交货期。当前应加强黄岩模具材料企业与模具制造企
24、业间的合作。因为模具市场的开拓和发展是一项系统工程，要求模具材料的研制、生产、销售、推广等部门以及模具设计、制造与模具使用等部门组织起来，大力协同，及时反馈模具制造和使用方面的问题和要求，开发与试制工作、技术咨询工作和售前与售后的服务工作，大力推广质量稳定的高性能的模具材料的应用，促进我国模具工业的迅猛发展。第二章 模具在加工工业中的地位及重要作用2.1模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精
25、度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品
26、能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展 。模具在制造业中的应用极其广泛，涉及的行业有机械、汽车、电子通讯、轻工、化工、冶金、塑
27、料、建材等，模具专业技术人才是制造业中的基础性人才。随着世界制造业中心向中国转移，我国模具产业迎来了新一轮发展机遇，模具产业因此得到了快速发展。近几年，我国模具产业总产值保持着13%的年增长率。从模具业规模上讲，我国已跃居世界第三位，仅次于日本和美国，成为模具生产大国。模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。许多产业部门(如机电、汽车、家电轻工、电器仪表、通讯、军械等)的发展依赖于模具工业的技术提高和发展。我国
28、对模具工业的发展十分重视，国务院于1989年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。 2.2模具在现代工业生产中的重要作：1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加
29、工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。第三章 关于注塑模具制造技术简介3.1注塑模具制造技术及发展趋势为了能够为注塑加工商生产出可节约投资成本和时间成本，以及提高注塑生产效率的模具，模具制造商们不断使用新材料和新技术，而这些新材料和新技术则在一定程度上代表了注塑模具制造的新趋势。 新材料促进模具嵌件的发展 有一种新材料能够降低注射模具制造商的
30、投资成本和时间成本。这种新合金名为钴铬MP1，专为在快速成型(RP)设备上采用金属激光直接烧结(DMLS)工艺而开发。该材料由德国快速成型设备和材料供应商EOS(ElectroOpticalSystems)GmbH公司生产。现在北美的用户可通过EOS北美公司和美国MorrisTechnologies公司来购买这种材料。 MorrisTechnologies公司是一家注塑模具开发公司，这家公司首次将该材料应用于商业化制造。在该公司的使用过程中，这种钴铬合金被证明具有高强度、耐高温性能和抗腐蚀性能。MorrisTechnologies曾是美国第一家引入EOS公司的EosintM-级快速成型机的公司
31、，因为当时该公司已预见到了基于DMLS的快速成型的巨大市场。然而通过实验发现，当时市场上还没有一种材料能够满足其诸多客户的应用需求。 “有许多项目需要快速成型解决方案，但是客户的实验条件需要材料具有更好的耐高温性和耐腐蚀性以及更高的机械性能。”MorrisTechnologies公司的总裁GregMorris说，“即使花费更多的时间和金钱，不锈钢或者其他合金仍然不能满足他们的要求。” 为了解决上述问题，MorrisTechnologies公司选择了EOS的钴铬MP1材料。Morris表示，该合金的洛式硬度在3040之间，能够生产小型复杂的模具产品，而这些产品目前通常需要采用电火花加工或者机加工
32、方法来制造。 由于这种材料的结构层非常薄，只有20m，因此产品可被完全烧结。Morris相信这种材料和金属激光直接烧结技术能够帮助注塑模具制造工业以更低的成本生产精细的型芯和型腔嵌件。“目前很多模具制造商之所以没有采纳该技术，在我看来，是因为许多人认为他们只有采用以前的方式制造模芯和模腔才算最好。”Morris解释说。 清除保守 模具制造商LinearMold&Engineering公司总裁JohnTenbusch毫不犹豫地采纳了上述技术。因为Tenbusch发现EOS公司的金属激光直接烧结快速成型设备的新客户甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。在注塑模具的制造过程中，采用典型的电火花设备(EDM)
33、进行烧焊是比较流行的，而线切割在快速成型模具制造中的使用也在逐渐增长。对此，Tenbusch解释说：“采用线切割可以帮助我们节约时间，也就是说，我们使用线切割来切割出型腔，而像嵌件这样的精细部件则使用DMLS工艺来加工。” Tenbusch介绍，这种方法的准确率很高，而且不需要定很多测点，同时肋筋能够被分开而作为排气口。使用线切割也能够加工一些不锈钢嵌件，并将它们置于模具中。如果所用材料足够硬，且寿命足够长的时候，加工人员就没有必要对部件细节进行电火花加工了，如对于常用的预硬化高拉伸渗氮模具钢便是如此。使用线切割可在45周的时间内完成模具的制造，而这种速度加快的根本原因在于用EOS的DMLS设
34、备代替了电火花设备。 钴铬MP1是EOS公司的新型不锈钢17-4家族中的一个系列，按照计划今年推向市场的是MaragingSteelMS1，这是一种18马氏体300钢(型号：1.2709)，其性能至少等同于甚至优于传统的模具钢，非常适合于采用DMLS工艺制作模具嵌件。 少用抛光，多用涂层 美国Bales模具服务公司是一家为注射模具提供抛光和电镀服务的公司。出于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少采用特级EDM抛光技术，取而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。Bales模具服务公司总裁SteveBales说：“现在不是每一台模具都需要抛光，而涂层的使用正在逐渐增长。我们采用电镀的方法代替E
35、DM活研磨抛光，可以为客户节约时间和金钱。”众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突显。而为模具增加镀层，如Nicklon(一种镍-PTFE镀层)和Nibore(镍硼氮化物)则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂相比，这些镀层又非常便宜。 用Ritemp得到合适的温度 澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司独家代理。 采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短
36、的成型周期。如注射成型一个15g的电器外壳，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。 Ritemp的工作原理如下：Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。 使用潜入式浇口嵌件消除可见的
37、浇口痕迹 这种潜入式浇口嵌件来自于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。3.2注塑模具常见问题分析变色焦化出现黑点的原因分析造成注塑制品变色焦化出现黑点的主要原因是塑料或添加的紫外线吸收剂、防静电剂等在料筒内过热分解，或在料筒内停留时间过长而分解、焦化，再随同熔料注入型腔形成。分析如下：1.机台方面：（1）由于加热控制系统失控，导致料筒过热造成分解变黑。（2）由于螺杆或料筒的缺陷使熔料卡入而囤积，经受长时间固定加热造成分解。应检查过胶头套件是否磨损或里面是否
38、有金属异物。（3）某些塑料如ABS在料筒内受到高热而交联焦化，在几乎维持原来颗粒形状情形下，难以熔融，被螺杆压破碎后夹带进入制件。2模具方面：（1）模具排气不顺，易烧焦，或浇注系统的尺寸过小，剪切过于厉害造成焦化。（2）模内有不适当的油类润滑剂、脱模剂。3塑料方面：塑料挥发物过多，湿度过大，杂质过多，再生料过多，受污染。4加工方面：（1）压力过大，速度过高，背压过大，转速过快都会使料温分解。（2）应定期清洁料筒，清除比塑料耐性还差的添加剂。 出现分层剥离的原因分析造成注塑制品出现分层剥离原因及排除方法：1料温太低、模具温度太低，造成内应力与熔接缝的出现。2注射速度太低，应适当减慢速度。3背压太
39、低。4原料内混入异料杂质，应筛除异料或换用新料。肿胀和鼓泡的原因分析有些塑料制件在成型脱模后，很快在金属嵌件的背面或在特别厚的部位出现肿胀或鼓泡。这是因为未完全冷却硬化的塑料在内压的作用下释放气体膨胀造成。解决措施：1有效的冷却。降低模温，延长开模时间，降低料的干燥与加工温度。2降低充模速度，减少成形周期，减少流动阻力。3提高保压压力和时间。4改善制件壁面太厚或厚薄变化大的状况。透明缺陷的原因分析熔斑、银纹、裂纹聚苯乙烯、有机玻璃的透明制件，有时候透过光线可以看到一些闪闪发光的细丝般的银纹。这些银纹又称烁斑或裂纹。这是由于拉应力的垂直方向产生了应力，使聚合物分子在流动方向取向，使得取向部分与未
40、取向部分折射率不同，光线透过两者界面时发生折射产生银纹。解决方法：（1）消除气体及其它杂质的干扰，对塑料充分干燥。（2）降低料温，分段调节料筒温度，适当提高模温。（3）增加注射压力，降低注射速度。（4）增加或减少预塑背压压力，减少螺杆转速。（5）改善流道及型腔排气状况。（6）清理射嘴、流道和浇口可能的堵塞。 （7）缩短成型周期，脱模后可用退火方法消除银纹：对聚苯乙烯在78时保持15分钟，或50时保持1小时，对聚碳酸酯，加热到160以上保持数分钟。 3.3注塑模具制造新技术与新材料发展趋势澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Rite
41、mp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司独家代理。采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短的成型周期。如注射成型一个15g的电器外壳，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。Ritemp的工作原理如下：Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然
42、后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹这种潜入式浇口嵌件来自于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。清除保守模具制造商LinearMold&Engineering公司总裁JohnTenbusch毫不犹豫地采纳了上述技术。因为Tenbusch发现EOS公司的金属激光直接烧结快速成型设备的新客户甚至已延伸到了墨西哥和南美洲。在注塑模具的制造过程中，采用典型的电火
43、花设备(EDM)进行烧焊是比较流行的，而线切割在快速成型模具制造中的使用也在逐渐增长。对此，Tenbusch解释说：“采用线切割可以帮助我们节约时间，也就是说，我们使用线切割来切割出型腔，而像嵌件这样的精细部件则使用DMLS工艺来加工。”Tenbusch介绍，这种方法的准确率很高，而且不需要定很多测点，同时肋筋能够被分开而作为排气口。使用线切割也能够加工一些不锈钢嵌件，并将它们置于模具中。如果所用材料足够硬，且寿命足够长的时候，加工人员就没有必要对部件细节进行电火花加工了，如对于常用的预硬化高拉伸渗氮模具钢便是如此。使用线切割可在45周的时间内完成模具的制造，而这种速度加快的根本原因在于用EO
44、S的DMLS设备代替了电火花设备。钴铬MP1是EOS公司的新型不锈钢17-4家族中的一个系列，按照计划今年推向市场的是MaragingSteelMS1，这是一种18马氏体300钢(型号：1.2709)，其性能至少等同于甚至优于传统的模具钢，非常适合于采用DMLS工艺制作模具嵌件。少用抛光，多用涂层美国Bales模具服务公司是一家为注射模具提供抛光和电镀服务的公司。出于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少采用特级EDM抛光技术，取而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。Bales模具服务公司总裁SteveBales说：“现在不是每一台模具都需要抛光，而涂层的使用正在逐渐增长。我们采用电镀的方
45、法代替EDM活研磨抛光，可以为客户节约时间和金钱。”众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突显。而为模具增加镀层，如Nicklon(一种镍-PTFE镀层)和Nibore(镍硼氮化物)则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂相比，这些镀层又非常便宜。澳大利亚Ritemp公司(澳大利亚加工和辅助设备供应商ComtecIPE的分公司)在2005年推出了Ritemp模具冷却技术。目前该技术在北美由SWM&Associates公司独家代理。采用Ritemp模具冷却技术，可以实现更高的冷却效率和更短的成型周期。如注射成型一个
46、15g的电器外壳，使用GEPlastics的NorylPA/PPE，模具为2腔，成型周期18s。而采用Ritemp冷却技术则可以使用4腔模具，并使成型周期降至13s，由此年产量可超过7百万个。SWM&Associates公司认为，如果下游设备能够处理更多的制品，成型周期甚至可以缩短到10s。Ritemp的工作原理如下：Ritemp用水槽代替水枪冷却模具表面。通过移走空气造成的真空，水能够在冷却室低温沸腾。水蒸发到模具表面进行热交换，然后通过水槽排出。在蒸发过程中，水分子吸收了热量，并通过模具温度控制系统调节热量水平，从而确保了模具恒温。使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹这种潜入式浇口嵌件来自
47、于德国的i-mold公司，其注射点被设计在制品的末端，而流道从前端开放，从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。第四章塑料碗注塑模具设计名称：碗 材料PP41、塑料的工艺性设计(1)、注塑模工艺干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220275，注意不要超过275。模具温度：4080，建议使用50。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm
48、。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。成型时间：注射时间 20s60s 高压时间 0s3s 冷却时间 20s90s 总周期 50s160s(2)、化学和物理特性PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度
